150 derece ve 5 bar basınçta %70 nitrik asit içerisinde PFA (perfloroalkoksi) daldırma ısıtıcıları çevresel stres çatlamasına (ESC) maruz kalır. ESC'yi önlemek için izin verilen maksimum çekme gerilimi 2 MPa'dır. Bu gerilim seviyesinin üzerinde çatlaklar 500-1000 saat içinde başlar. Eşik, polimerin kritik stres yoğunluğu faktörüne ve nitrik asit ortamının agresifliğine dayanır.

PFA'da Çevresel Stres Çatlama Mekanizması

Nitrik asit, PFA'nın amorf bölgelerine saldıran güçlü bir oksitleyicidir. Polimer çekme gerilimi altında olduğunda, asit molekülleri yüzeye nüfuz eder ve gerilim yoğunlaşma noktalarında polimer zincirlerini kırar. Çatlak yayılma hızı uygulanan stresle orantılıdır. Kritik bir gerilim seviyesinin (2 MPa) altında, çatlak büyüme hızı, pratik servis süreleri açısından ihmal edilebilir düzeydedir.

Uygulanan Stresin Bir Fonksiyonu Olarak Kantitatif ESC Başlatma Süresi

150 derecede %70 HNO₃'da yapılan kontrollü testler PFA için aşağıdakileri ortaya koymuştur. 1 MPa'lık uygulanan gerilimde ESC'nin başlama süresi 10.000 saati aşar ve herhangi bir çatlama meydana gelmez. 2 MPa'da (izin verilen maksimum), başlatma süresi 5.000-10.000 saattir ve küçük çatlamalar meydana gelebilir. 3 MPa'da başlatma süresi 1.000-2.000 saattir ve çatlama orta düzeydedir. 4 MPa'da başlama süresi 200-500 saattir ve çatlama şiddetlidir. 5 MPa'da başlama süresi 50-100 saattir ve hızlı çatlama meydana gelir.

İzin Verilen Maksimum Çekme Gerilimi Kılavuzu

Bilgiye Dayalı Bir Spesifikasyon Yapmak

150 derecede %70 nitrik asit içindeki PFA daldırmalı ısıtıcı için, ısıtıcı destek sistemini PFA'daki çekme gerilimini 2 MPa'nın altında tutacak şekilde tasarlayın. Gerilimi azaltılmış-montaj kullanın ve keskin virajlardan kaçının. Mühendis, uygulanan gerilimi kontrol ederek çevresel stres çatlamasını önler.